Apakah Mutasi Genetik Selalu Berbahaya? 9

Apakah Mutasi Genetik Selalu Berbahaya?

Sejarah mencatat, pernah ada ledakan bom gamma di fasilitas nuklir milik Departemen Pertahanan AS. Seorang fisikawan nuklir yang ada di lokasi, terpapar radiasi dari bom ciptaannya sendiri. Ledakan energi tertinggi di semesta itu mengubah sang fisikawan menjadi sosok monster humanoid berkulit hijau.

Yap, Dr. Bruce Banner adalah nama sang ahli fisika. Ledakan bom gamma tadi juga cuma ada di sejarah bikinan semesta Marvel. Alasannya, kisah Hulk perlu sebab kenapa dirinya mendadak punya kekuatan super. Jadi lah paparan sinar radioaktif sebagai sumber kekuatan Hulk, seperti efek gigitan laba-laba ke Peter Parker. 

Seberapa dekat sih plot cerita kedua superhero ini sama fakta? Apa efek paparan radiasi nuklir buat makhluk hidup? Kalau ada yang masih ingat materi Biologi Kelas 12, ada bahasan soal Mutasi Genetik. Nah, mutasi genetik adalah salah satu dampak dari paparan sinar radioaktif. Hasil pelepasan energi dari elemen radioaktif biasa dikenal sebagai radiasi nuklir.

mutasi genetik akibat sinar gamma
Bruce Banner terkena radiasi sinar gamma yang mengubahnya menjadi Hulk. (Dok. TopMovieClips via YouTube)

Alih-alih ngasih kekuatan super, radiasi nuklir justru bisa membahayakan apalagi dalam dosis tinggi.

Dalam tulisan sebelumnya, sedikit disinggung soal radiasi nuklir penyebab mutasi genetik. Cek aja di tautan berikut: Sel Kanker, si Penipu Ulung yang Mengecoh Sistem Imun. Sebagai lanjutan, artikel ini akan membahas lebih dalam lagi soal mutasi genetik yang menjadi penyebab utama sel normal berubah menjadi kanker. Selain itu, benarkah mutasi genetik selalu berbahaya?

Yuk, ulik infonya lebih detail lagi. Masih bersumber dari obrolan Zenius beberapa waktu lalu dengan Ahmad Utomo, Ph.D, Ahli Biologi Molekuler yang terlibat dalam riset post-doctoral di Harvard Medical School pada tahun 2003 – 2007. Yuk, langsung aja!

Bagaimana mutasi genetik terjadi?

Sebelum bahas gimana gen bisa termutasi, putar balik dulu ya ke Bab Materi Genetik supaya paham konsep dasarnya. Jadi, materi genetik merupakan unit pewarisan sifat yang berada di dalam inti sel. Materi genetik dapat dibedakan menjadi dua macam, pertama DNA (Deoxyribonucleic acid) sebagai pembawa materi genetik utama pada semua organisme seluler, termasuk hewan, tumbuhan dan bakteri. Kedua yaitu RNA (Ribonucleic acid) yang memiliki struktur mirip dengan DNA.

Faktor pembedaDNARNA
StrukturUntai ganda (double helix)Untai tunggal (helix)
NukleotidaAdenin (A), Guanin (G), Sitosin (C) dan timin (T)Adenin (A), Guanin (G), Sitosin (C) dan urasil (U)
Pasangan basa nitrogenA-T dan G-CA-U dan G-C
KestabilanLebih stabilKurang stabil
PerbanyakanDapat mereplikasi diri sendiriDisintesis dari DNA

Beberapa penyakit yang kita kenal disebabkan mutasi pada materi genetik. Artinya, ada perubahan dalam susunan genetik di dalam sel. Dampaknya apa? Sel normal bisa berubah sifat menjadi menyerang organ di sekitarnya. Misal, pada penyakit kanker.

Ada dua faktor penyebab materi genetik bisa termutasi, faktor eksternal dan internal.

  • Faktor eksternal bersumber dari lingkungan sekitar kita, seperti radiasi nuklir, asap rokok, paparan bahan-bahan kimia berbahaya, sinar UV, dll. Asap rokok, misalnya, penyebab dominan untuk penyakit kanker paru-paru.
  • Faktor internal mencakup pewarisan sifat dari genetik induk serta adanya radikal bebas. Sumber mutasi genetik yang berasal dari dalam tubuh ini jadi alasan penyakit kanker berisiko menyerang siapapun. Karenanya kanker disebut sebagai penyakit genetik.

Mungkin kalian jadi ngebayangin, apa maksudnya kanker bisa menular dari orang tua ke anak?

Konsep penyakit genetik pada kanker bukan orang tua pasti mewariskan kanker ke keturunannya sejak lahir, tetapi meningkatkan risiko. Apa yang diwarisi? Tentu mutasi genetiknya. Risiko mutasi genetik jadi naik 60 – 80 persen pada anak dengan orang tua pengidap kanker.

Dunia sempat heboh dengan kabar keputusan Angelina Jolie menjalani operasi pengangkatan payudara dan ovarium. Keputusannya itu diambil berdasarkan pengalaman sang ibu mengidap kanker ovarium. Sebelumnya, ia didiagnosa memiliki mutasi genetik BRCA1. Gen BRCA1 punya fungsi spesifik, memperbaiki kerusakan DNA. Karena gen yang harusnya memperbaiki mutasi justru termutasi, akhirnya Jolie mutusin buat dioperasi supaya menurunkan risiko sel-sel di dalam tubuhnya berkembang menjadi kanker.

Selain pewarisan mutasi genetik, ada juga faktor radikal bebas. Alasan kedua kenapa kanker bisa menyerang siapapun tanpa terkecuali. Metabolisme normal yang terjadi sehari-hari di dalam tubuh adalah salah satu penghasil radikal bebas, seperti bernapas dan sistem kerja beberapa enzim.

Dengan kata lain, saat sedang membaca tulisan ini pun, radikal bebas di dalam tubuh kita sedang “membangun” calon-calon sel kanker.  Tapi sebagaimana bahasan di tulisan sebelumnya, sistem imun kita itu udah canggih banget. Begitu ada mutasi, sistem imun yang rutin patroli di dalam tubuh kita bakal mengenali perubahan-perubahan sel. Dia bisa bedain, “Ini udah gak normal nih.” Ada sel T di sel darah putih yang bertugas sebagai petugas anti-tumor, kayak pasukan anti-teror Kopassus yang tugasnya cuma satu: proteksi total dari serangan musuh.

Tapi karena serangan-serangan datang dari berbagai penjuru, antibodi bawaan tubuh adakalanya kepleset dan gak berfungsi maksimal. Benteng pertahanan bisa runtuh dan mutasi genetik menjadi gak terhindarkan. Sekarang, masuk ke pembahasan penyebab mutasi genetik lebih lanjut ya. Kok bisa mutasi genetik menyebabkan kanker?

Bagaimana mutasi genetik menyebabkan kanker?

Setiap orang, punya gen bawaan yang berfungsi mencegah perkembangan tumor namanya BRCA, ada BRCA1 dan BRCA2. Kenapa ada 1 ada 2? Penamaan gen berdasarkan urutan keduanya ditemukan, tapi fungsinya sama sebagai gen penekan tumor atau anti-onkogen. Gen ini yang dalam tubuh Angelina Jolie mengalami mutasi karena pewarisan dari ibunya.

Kemudian ada gen pendorong tumor atau proto-onkogen. Lho, kok pendorong tumor? Gen ini penting banget buat kelangsungan hidup organisme, kenapa? Supaya bisa memperbanyak sel, kita butuh proto-onkogen agar sel-sel bisa menggandakan diri. Kalau proto-onkogen absen, anak kecil gak bisa bertumbuh menjadi dewasa.

Secara mendasar, gen penekan dan pendorong tumor bekerja seperti rem dan gas. Kita butuh dua-duanya. Ibarat mobil supaya aman dipake berkendara, bisa gak kalau cuma ada pedal rem aja? Butuh ngegas juga kan biar mobilnya jalan? Nah, gen penekan tumor itu seperti rem, sementara gen pendorong tumor seperti gas.

Tapi namanya rem, bisa blong juga. Pedal rem bisa mengalami penurunan fungsi, akhirnya macet. Begitu penggandaan sel abnormal terdeteksi, sistem penekan tumor justru berlepas diri dari tugasnya. Penyebabnya kayak yang udah dibahas tadi, ada mutasi atau perubahan susunan genetik karena berbagai faktor, dari keturunan hingga paparan sinar radiasi. Kerusakan DNA yang sebenernya bisa direparasi, justru mengalami kerusakan permanen. Kerusakan ini salah satunya berdampak pada kemunculan sel kanker.

Sebetulnya, tingkat kemungkinan mutasi genetik di dalam tubuh manusia itu tidak terlalu tinggi. Genom kita terdiri dari 3 miliar pasang DNA. Kalau ditotal, ada 6 miliar huruf DNA. Setiap ada mutasi, ada enzim buat memperbaiki kerusakan DNA lewat mekanisme DNA repair. Jadi, tiap DNA yang direplikasi, enzim tersebut bakal menjalankan kendali mutu, “Ini hasil salinan genetiknya udah normal belum?” Kalau ada salah copy, enzim bakal mengoreksi kesalahan tersebut.

Jadi, kalaupun misalnya ada mutasi karena radikal bebas, masih ada proses perbaikan DNA. Kalau ada yang kelewat, jumlah DNA yang dicek kan ada banyak banget, masih bisa berharap ke sistem kekebalan tubuh. Imun jadi garda terakhir. Kalau benteng terakhir ini jebol, tubuh harus bersiap melawan sel-selnya sendiri.

Apakah mutasi genetik selalu berbahaya?

Teori evolusi Darwin sangat membantu ilmuwan memahami mutasi genetik, terutama pada kanker. Dalam konsep evolusi, ada dua pilar yang harus ada: variasi dan seleksi. Kalau bicara kanker, variasi muncul dari banyaknya mutasi gen. Jadi untuk menjadi sel kanker, harus ada mutasi dulu. Ini modal utama.

Nah, pertanyaannya, apakah semua mutasi bisa menghasilkan kanker? Jawabannya, tidak. Kenapa? Misalnya, ada mutasi pada gen enzim ATP synthase penghasil molekul ATP (adenosine triphosphate). Kalau enzim yang memproduksi ATP termutasi, apa dampaknya? Dia bakal mati selnya, bukan berubah jadi kanker. Kematian sel ini udah terprogram buat sel-sel tertentu yang rusak supaya sel lain selamat, demi kelangsungan hidup organisme.

Jadi buat menjadi kanker, mutasi bukan satu-satunya syarat. Harus ada kombinasi mutasi yang cocok. Baru sel bisa lolos seleksi dan melanjutkan siklus selnya untuk terus bertahan hidup.

Seperti bahasan di artikel sebelumnya Sel Kanker, si Penipu Ulung yang Mengecoh Sistem Imun, ada syarat sebelum sel normal berubah menjadi kanker, seperti mampu membangun jaringan pembuluh darah baru dan mengelabui sistem imun. Kemampuan-kemampuan ini hasil dari berbagai kombinasi mutasi dan jadi selective advantage bagi kanker. Berarti pilar kedua evolusi Darwin terpenuhi, lolos seleksi.

Melalui tulisan ini, semoga pembaca blog Zenius bisa dapat pematangan konsep lagi dari materi Mutasi Genetik. Kalau ada topik lain yang mau kamu request, silakan tulis aja di kolom komentar.

Buat kamu yang mau cari tahu lebih banyak soal Biologi Molekuler, bisa sapa Pak Ahmad langsung lewat akun sosial medianya di Instagram dan Twitter. Ada konten-konten menarik juga dari Pak Ahmad yang rutin tayang di YouTube.